基于主成分分析與聚類分析的軟棗獼猴桃果實品質綜合評價

溫錦麗，曹煒玉，王 月，何艷麗，孫怡寧，原鵬強，孫博位,2，路文鵬,

（1.中國農業科學院特產研究所，吉林長春 130112；2.延邊大學農學院，吉林延邊 133002）

軟棗獼猴桃（Actinidia arguta（Sieb.et Zucc）Planch.ex Miq.）又稱軟棗子、奇異莓、藤瓜，為獼猴桃科獼猴桃屬藤本植物[1]，是一種原產于我國的特色漿果資源，主要分布于我國東北、西北、華北等地區，在俄羅斯、日本、朝鮮、美國、新西蘭等地區也有分布[2-3]。軟棗獼猴桃果實酸甜可口、清香鮮美，富含多種維生素、氨基酸、蛋白質和礦物質等營養成分，此外還具有黃酮類、多糖類揮發油類等生物活性成分[4]，有抗氧化、抗腫瘤、降血糖、提高免疫力等多種保健功效，被譽為“健康之果”[4-6]，因此深受消費者喜愛。

果實的品質主要由自身基因和栽培地環境因素等決定，主要分為外觀品質和內在品質，外觀品質主要包括單果質量、果形、果形指數、色澤等，內在品質主要包括可滴定酸、可溶性固形物、維生素C 含量、總酚含量等指標[7-9]，各品質指標間沒有明顯主次之分，故僅憑單個指標或幾個相關聯的指標評價果實品質并不科學，通過主成分分析、聚類分析、灰色關聯分析、模糊綜合評判等統計分析方法可以全面評價果實的品質[10]。近年來，利用主成分分析和聚類分析相結合的綜合評價分析方法在獼猴桃[11-12]、杧果[13]、葡萄[14]、梨[15]等多種果實品質評價方面成為熱點。仇占南等[7]、馬云等[8]、秦紅艷等[9]也對軟棗獼猴桃果實品質進行了主成分分析，篩選出適宜不同用途的優良品種，但尚無基于主成分分析結合聚類分析對其品質的綜合評價的報道。因此，本研究以10 個軟棗獼猴桃品種為試材，通過對其果實的外觀品質和營養品質進行檢測分析，并利用相關性分析、主成分分析和聚類分析建立一套綜合評價軟棗獼猴桃果實品質的方法，明確各軟棗獼猴桃品種果實品質的差異，篩選出品質較佳的軟棗獼猴桃品種，以期為軟棗獼猴桃果實品質的科學評價以及進一步品種的選育、栽培和加工利用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

軟棗獼猴桃樣本（表1）2022 年9 月采于中國農業科學院特產所軟棗獼猴桃資源圃。園地為山間緩坡地，暗棕森林土，T 形架栽培，行株距3.5 m×2.0 m，雌雄株配置比例為8:1，全園采用常規的肥水管理模式；氫氧化鈉、無水碳酸鈉、硫酸、磷酸、鹽酸 北京化工廠；蒽酮、九水硝酸鋁、氯化鉀、甲醇、無水乙醇、酚酞 國藥集團化學試劑有限公司；醋酸鈉、無水葡萄糖 西隴化工股份有限公司；鞣酸、沒食子酸 天津市光復精細化工研究所；Folin-Denis 美國Sigma 公司；磷酸氫二鈉 天津福晨化學試劑廠；蘆丁標準品 上海泰坦科技股份有限公司；牛血清蛋白、考馬斯亮藍、福林酚 北京索萊寶科技有限公司；試驗所用試劑均為分析純。

表1 軟棗獼猴桃樣本信息Table 1 Sample information of Actinidia arguta

YP6001N 電子天平 上海精密科學儀器有限公司；BSA 224S-CW 萬分之一天平 賽多利斯集團；DL91150 數顯式游標卡尺 上海世達工具有限公司；PAL-1 型便攜式速顯糖度計 日本ATAGO 公司；Lambda 365 紫外分光光度計 珀金埃爾默企業管理（上海）有限公司；KQ-300E 型超聲波清洗儀器昆山市超聲儀器有限公司；FW40 雪花制冰機 北京長流科學儀器公司；HWS24 型電熱恒溫水浴鍋上海一恒科學儀器有限公司；CJJ-931 型二連磁力加熱攪拌器 江蘇金壇市金城國勝實驗儀器廠；XHD 漩渦混合器 無錫沃信儀器有限公司；FE20 實驗室pH 計 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；AllegraTM64R Centrifuge 高速冷凍離心機 廣州深華生物技術有限公司；NH310 高品質便攜式電腦色差儀 深圳市三恩時科技有限公司；JJ-2 組織搗碎勻漿機 常州潤華電器有限公司；CY-4-J 數顯示水果硬度計 浙江托普儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品采收與處理 采樣時隨機選取資源圃內長勢良好、樹勢中等的果樹，選擇受光程度相同、大小均勻、硬度相近、無病蟲傷的軟棗獼猴桃果實，每個品種隨機選取200 個果實，取下的樣品裝入采樣袋，置于保溫箱中運回實驗室，于室溫下放置，待果實自然后熟至可食用時測定軟棗獼猴桃各品質指標。

1.2.2 果實外觀品質的測定 參照《植物新品種特異性、一致性和穩定性測試指南獼猴桃屬》等[16-17]方法對軟棗獼猴桃果實外觀、果肉及果心進行描述；單果質量：采用電子天平（精度為0.01 g），每個品種隨機選取30 個果實，重復稱量3 次，求出每個品種果實的平均果重（g）；果形指數：采用游標卡尺測量軟棗獼猴桃果實的橫徑和縱徑（cm），每個品種果實重復測量3 次，果形指數=果實縱徑/果實橫徑[12]；出汁率：隨機挑選30 個果實，分成3 份，每份10 個，用電子天平測其重量記為m1（g），用無菌紗布榨取果汁，測其重量記為m2（g），出汁率（%）=m2/m1×100；果實硬度：采用數顯式水果硬度計。

果實色澤：采用NH310 高品質便攜式電腦色差儀對軟棗獼猴桃果實進行色澤測定，白板校正。將軟棗獼猴桃果實樣品切開后對果肉色澤參數L*、a*、b*、C、h進行測定，每組5 個軟棗獼猴桃樣品，取平均值。L*（亮度），a*（紅綠色差）、b*（黃藍色差）、C（色澤飽和度）、h（色調角），計算出軟棗獼猴桃果實色澤指數（color index of red grape，CIRG），CIRG=（180-h）/（L*+C）。果實色澤標準：CIRG＜2 為黃綠色，2＜CIRG＜4 為粉紅色，4＜CIRG＜5 為紅色，5＜CIRG＜6為深紅色，6＜CIRG 為藍黑色[18]。

1.2.3 甲醇提取液制備 參照焦中高等[19]研究并稍作改動，將軟棗獼猴桃果實用JJ-2 組織搗碎勻漿機打成勻漿，準確稱取軟棗獼猴桃果漿2 g，加入含0.1%甲酸甲醇溶液8 mL，室溫條件下，49 kHz 超聲輔助提取10 min，在4 ℃，9000 r/min 條件下離心10 min，吸取上清液，剩余殘渣用0.1%甲酸甲醇溶液重復提取2 次，合并上清液，定容后于-80 ℃冰箱中保存，用于總酚含量、總黃酮含量、總花色苷含量的測定。

1.2.4 果實營養品質測定 可溶性固形物含量：取數滴測量出汁率時榨取的果汁，用便攜式速顯糖度計測定可溶性固形物含量；可溶性蛋白含量、總酸含量、維生素C 含量分別參照《果蔬采后生理生化實驗指導》中的考馬斯亮藍染色法、氫氧化鈉溶液滴定法和2,6-二氯靛酚滴定法[20]；固酸比=可溶性固形物/總酸；pH：取測量出汁率時榨取的果汁，用pH 計測定軟棗獼猴桃果汁的pH；總糖含量：采用硫酸蒽酮比色法[21]；單寧含量：參照楊歡[21]的研究并稍作修改，采用Folin-Denis 法繪制單寧標準曲線為y=3.0967x+0.1321（R2=0.9987）；總酚含量：參照王華等[22]研究并稍作修改，采用Folin-Ciocalteu 比色法繪制沒食子酸標準曲線為y=0.0032x+0.0443（R2=0.9993）；總黃酮含量：參照王華等[22]研究并稍作修改，采用氯化鋁顯色法繪制蘆丁標準曲線為y=7.6843x+0.0487（R2=0.9991）；總花色苷含量：采用pH 示差法[21]，吸取1 mL軟棗獼猴桃甲醇提取液，分別加入9 mL pH1.0 緩沖液和pH4.5 緩沖液，充分搖勻后，靜置2 h，分別測定510、700 nm 處吸光值，對照組用蒸餾水替代提取液。

式中：A=（A510-A700）pH1.0-（A510-A700）pH4.5；MW為失車菊素-3-葡萄糖苷的質量分數449.2 g/mol；DF 為稀釋因子；V 為提取液體積（mL）；ε為失車菊素-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數26900 L/（mol·cm）；m 為樣品質量（g）；L 為比色皿光程（1 cm）。

1.3 數據處理

采用Microsoft Excel 2016 進行數據統計整理；SPSS 27.0 進行描述性分析、單因素方差分析（ANOVA）、相關性分析、主成分分析和聚類分析；OriginPro 2021 進行作圖。其中，描述性分析計算不同軟棗獼猴桃果實各指標的平均值、標準差及變異系數等；單因素方差分析和鄧肯多區間檢驗確定樣本間差異的顯著性，P＜0.05 時為顯著；為消除不同指標量綱和數量級差異，在進行主成分分析和聚類分析前先采用零均值和歸一化標準差法對數據進行標準化處理；聚類分析采用系統聚類分析法，樣本之間的距離采用平方歐式距離。每組實驗重復3 次，所有數據均以平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 軟棗獼猴桃果實性狀的觀察結果

10 個品種軟棗獼猴桃果實外觀形態與內部形態的觀察結果如表2 所示。軟棗獼猴桃果實外觀形態一般從果形、果皮光滑度、果皮色澤等進行外部區分，從果肉顏色、果心、果心柱等內部特征進行品種鑒別[20,23]。從表2 可以看出，軟棗獼猴桃果形差異明顯，有長卵圓形、卵球形、圓柱形、圓形、橢圓形、方形等，可以明顯區分。果實表皮無毛，有的光滑無棱如‘魁綠’‘馨綠’‘蘋綠’‘綠寶’‘翠玉’‘甜心寶’，有的略有淺豎棱紋如‘豐綠’‘佳綠’‘婉綠’‘龍城2 號’。果皮色澤通常為綠色，而‘豐綠’為淺綠色，‘翠玉’為亮淺綠色，‘綠寶’為深綠色。果實外觀形態的觀察結果與秦紅艷等[9]研究基本一致。從果實內部形態看，果肉色澤主要是綠色和深綠色，果心柱主要有橢圓形、細長型和近圓形，軟棗獼猴桃果籽均在果心柱周圍呈放射狀分布，果心柱形狀與美味獼猴桃相似，果籽分布狀態與中華獼猴桃果實相似均呈放射狀分布[11]。

2.2 外觀品質分析

單果質量、橫徑、縱徑及果形指數是反映果實外觀品質的重要指標。由表3 可知，本研究中10 個軟棗獼猴桃品種單果質量存在較大差異，變異系數為42.43%，變化范圍為7.35～23.25 g，其中‘龍城2 號’單果質量最大，與‘佳綠’之間無顯著差異（P＞0.05），與其他8 個品種差異顯著（P＜0.05）。果實橫徑和縱徑的變異系數分別為12.59%與27.89%；果實橫徑變化范圍為22.54～33.00 mm，其中橫徑較大的軟棗獼猴桃品種有‘婉綠’、‘佳綠’、‘魁綠’、‘龍城2 號’；縱徑變化范圍為21.84～54.22 mm，其中縱徑較大的軟棗獼猴桃品種有‘龍城2 號’、‘佳綠’、‘魁綠’。果形指數的變異系數為20.97%，變化范圍為0.96～1.63，‘龍城2 號’最大，顯著高于其他8 個品種（P＜0.05），‘豐綠’最小。秦紅艷等[9]對70 份軟棗獼猴桃資源果實品質進行分析，發現軟棗獼猴桃果實單果質量為3.42～21.34 g，果實橫徑變化范圍20.50～44.20 mm，果實縱徑變化范圍為20.40～48.00 mm，果形指數變化范圍為0.94～1.18，與本研究相比略有差異，該結果可能與軟棗獼猴桃果實品種（資源）等不同有關。

表3 10 個軟棗獼猴桃品種果實的外觀品質Table 3 Fruit appearance quality of 10 Actinidia arguta varieties

出汁率是軟棗獼猴桃加工成果汁、果酒等產品工業化生產的重要衡量指標之一。因其果實富含果膠物質，在制作軟棗獼猴桃飲料、果酒等產品時，需要添加果膠酶，以提高出汁率、出酒率[24]。由表3 可知，10 個品種軟棗獼猴桃果實出汁率變化范圍在22.60%～42.58%之間，其中‘馨綠’出汁率最大，顯著高于其他9 個品種（P＜0.05），適合加工果汁、果酒等產品。

果實硬度是衡量果實成熟度和貯藏品質的重要指標之一，在果實成熟過程中，果實硬度逐漸降低[25]。由表3 可知，硬度變異系數為8.04%，是較為穩定的指標；軟棗獼猴桃果實硬度在0.97～1.20 kg/cm2之間，其中‘龍城2 號’硬度最大，‘豐綠’硬度最小。

2.3 果實色澤分析

色澤是評價水果品質優劣的重要指標之一[20]。由表4 可知，10 個軟棗獼猴桃品種在L*值、a*值、b*值、C值、CIRG 等果實色澤參數上存在顯著性差異（P＜0.05），說明各品種色澤各有不同。L*值代表果實色澤的亮度，L*值越大果實亮度越大。本研究中L*值變異系數為6.04%，是較為穩定的指標；L*值變化范圍為32.95～40.13，L*值最大的品種是‘佳綠’，顯著高于其他9 個品種（P＜0.05），說明其果實顏色最亮，具有有較好的光澤，其次是‘翠玉’，L*值最小的為‘魁綠’，較其他品種來說顏色最暗。a*值代表紅綠色差，a*為正值時表示紅色度，為負值時為綠色度。a*值變異系數為13.91%，變化范圍為-3.32～-2.12，所有果實a*值均為負值，表明軟棗獼猴桃果實為綠色偏向，其中‘甜心寶’a*值最大顯著高于其他9 個品種（P＜0.05），a*較小的品種有‘馨綠’、‘佳綠’、‘綠寶’和‘蘋綠’，a*值越小說明果實的綠色越深。b*值代表黃藍色差，b*為正值時為黃色度，為負值時為藍色度。b*值變異系數為24.25%，變化范圍為5.14～13.46，所有果實b*值均為正值，表明軟棗獼猴桃果實為黃色偏向，其中b*值最大的品種是‘佳綠’，顯著高于其他9 個品種（P＜0.05），b*值越大說明果實的黃色越深。C值表示果實的色彩飽和程度，C值變化范圍為5.93～13.87，其變異系數為23.43%，其中‘佳綠’色澤飽和度最大，說明其果實顏色最純正，顯著高于其他9 個品種（P＜0.05），其次是‘豐綠’、‘馨綠’，C值最小是‘魁綠’。果實色澤指數CIRG 變異系數為9.09%，且所有果實CIRG 都小于2，表明軟棗獼猴桃果實為黃綠色，與馬云等[8]所測的軟棗獼猴桃果實色澤指標CIRG 相比略低，可能與軟棗獼猴桃果實品種、生長環境等有關。

表4 10 個軟棗獼猴桃品種果實色澤Table 4 Fruit color of 10 Actinidia arguta varieties

2.4 營養品質分析

可溶性固形物含量是評價軟棗獼猴桃品質的重要指標，其含量的多少直接影響軟棗獼猴桃的風味口感和營養價值。由表5 可知，本研究中軟棗獼猴桃果實可溶性固形物含量為10.97%～18.57%，變異系數為14.61%，存在品種間差異。其中‘甜心寶’可溶性固形物含量最高，顯著高于其他9 個品種（P＜0.05），其次是‘綠寶’、‘豐綠’和‘魁綠’，含量最低的是‘翠玉’。

可溶性蛋白是評價果蔬的品質與營養的重要指標之一[20]。不同品種的軟棗獼猴桃可溶性蛋白含量在0.42～0.71 mg/g 之間，變異系數為14.55%，存在品種間差異。可溶性蛋白含量較高的品種有‘甜心寶’和‘綠寶’，顯著高于其他8 個品種（P＜0.05）。

軟棗獼猴桃屬于酸甜口味水果，適當的酸度也是影響果實風味的重要因素。軟棗獼猴桃果實pH變化范圍為3.76～5.90，變異系數為12.37%。總酸含量變化范圍為4.22～12.99 g/L，變異系數為30.51%，品種間存在較大差異。一般來說總酸含量較小的軟棗獼猴桃其口感風味較好，但當總酸含量過低時，會使其風味變淡[26]。其中，總酸含量最高的軟棗獼猴桃品種是‘豐綠’、總酸含量最低的是‘蘋綠’。本實驗結果與 Horak 等[27]、孫陽等[28]所測的可滴定酸含量相比，略有差異，可能與軟棗獼猴桃果實品種、產地、采摘期等不同有關。

可溶性總糖也是決定軟棗獼猴桃果實口感的重要因素[29]。本實驗10 種軟棗獼猴桃果實總糖含量變化范圍為52.55～89.90 g/L，變異系數為17.18%，總糖含量最高的是‘龍城2 號’，顯著高于其他9 個品種（P＜0.05），其次是‘豐綠’、‘甜心寶’，最低的是‘翠玉’。此結果與劉延吉等[30]研究結果相近。

固酸比是判斷食品風味的重要指標，固酸比越高，水果越甜，其中‘甜心寶’的固酸比最高，為2.95，‘翠玉’的固酸比最低，為1.12。固酸比變異系數為35.91%。

維生素C 是人體必須的化合物，人體不能自身合成，只能從食物中攝取。軟棗獼猴桃富含維生素C，其維生素C 含量是蘋果和梨的80～100 倍[31]，是極好的補充維生素C 的水果。實驗測得10 種軟棗獼猴桃果實維生素C 含量在33.09～202.39 mg/100 g，變異系數為53.08%，品種間存在較大差異。維生素C 含量最高的品種是‘魁綠’，顯著高于其他9 個品種（P＜0.05），其次是‘龍城2 號’、‘甜心寶’、‘豐綠’，含量最低的是‘馨綠’。本實驗維生素C 含量的測定結果與秦紅艷等[9]、孫陽等[28]、劉延吉等[30]研究結果相比，略有差異，這可能與軟棗獼猴桃果實品種、產地等不同有關。

酚類化合物具有抗腫瘤、抗氧化、血脂調節等作用，果蔬中的酚類化合物是天然存在的[32-33]。Zhang等[34]研究證明軟棗獼猴桃（尤其果皮）含豐富的酚類化合物，是天然抗氧化劑的良好來源，具有很高的營養價值。試樣中‘佳綠’單寧含量最高，為0.62 g/L，‘蘋綠’單寧含量最低，為0.21 g/L；本實驗單寧含量略高于漆媛等[35]的研究結果，產生差異的原因可能是軟棗獼猴桃品種、生長地環境及測定方法等不同。總酚含量最高的品種是‘佳綠’，為1.88 mg/g，顯著高于其他9 個品種（P＜0.05），其次是‘綠寶’、‘豐綠’，總酚含量最低的品種是‘蘋綠’，僅為0.77 mg/g。總黃酮含量較高的品種有‘豐綠’、‘蘋綠’、‘綠寶’，分別為3.85、3.85、3.64 mg/g，3 個品種間總黃酮含量無顯著差異（P＞0.05）；‘魁綠’、‘婉綠’總黃酮含量較低，分別為0.84、0.71 mg/g。仇占南等[7]對北京野生軟棗獼猴桃果實品質進行評價，測得總酚含量為1.63～2.93 mg/g，總黃酮含量為3.82～11.43 mg/g，與本研究有所差異，該結果可能與軟棗獼猴桃果實品種、產地、樣品處理和提取方式等不同有關。總花色苷含量最高的品種是‘婉綠’，為0.76 mg/100 g，含量最低的品種是‘甜心寶’，僅為0.49 mg/100 g，與劉佩等[36]所測的軟棗獼猴桃花色苷含量相比略高，可能與軟棗獼猴桃品種、產地、采摘期及樣品處理等有關。

2.5 相關性分析

每個指標在不同程度上反映軟棗獼猴桃果實品質的同時，彼此之間還存在一定的相關性。采用Pearson 相關系數分析軟棗獼猴桃18 個品質指標間的相關性，結果見表6。結果表明，單果質量與橫徑、縱徑、果形指數、硬度呈極顯著正相關（P＜0.01），與pH、總黃酮呈極顯著負相關（P＜0.01）；橫徑與縱徑、總花色苷呈極顯著正相關（P＜0.01），與可溶性固形物、總黃酮呈極顯著負相關（P＜0.01）；縱徑與果形指數、硬度呈極顯著正相關（P＜0.01），與pH、總黃酮呈極顯著負相關（P＜0.01），與維生素C 呈顯著正相關（P＜0.05）；果形指數與硬度、維生素C 呈極顯著正相關（P＜0.01），與pH 呈極顯著負相關（P＜0.01），與總糖呈顯著正相關（P＜0.05）；pH 與固酸比、總黃酮呈極顯著正相關（P＜0.01），與總酸、總糖呈極顯著負相關（P＜0.01），與維生素C、總花色苷呈顯著負相關（P＜0.05）；出汁率與硬度、可溶性固形物、可溶性蛋白、固酸比呈極顯著負相關（P＜0.01），與總酸呈顯著正相關（P＜0.05）；硬度與可溶性蛋白呈極顯著正相關（P＜0.01），與總黃酮呈顯著負相關（P＜0.05）；果實色澤指數CIRG 與可溶性固形物呈極顯著正相關（P＜0.01），與可溶性蛋白呈顯著正相關（P＜0.05），與單寧呈顯著負相關（P＜0.05）；可溶性固形物與總糖、維生素C 呈極顯著正相關（P＜0.01），與總花色苷呈極顯著負相關（P＜0.01），與可溶性蛋白呈顯著正相關（P＜0.05）；可溶性蛋白與固酸比呈極顯著正相關（P＜0.01），與總酸、單寧呈顯著負相關（P＜0.05）；總酸與總糖、總酚、維生素C 呈極顯著正相關（P＜0.01），與固酸比呈極顯著負相關（P＜0.01）；總糖與維生素C 呈極顯著正相關（P＜0.01）；固酸比與總酚呈極顯著負相關（P＜0.01）；總酚與單寧呈顯著正相關（P＜0.05）；總黃酮與總花色苷呈極顯著負相關（P＜0.01）；單寧與總花色苷呈極顯著正相關（P＜0.01）。相關性分析結果表明，軟棗獼猴桃18 個品質指標存在普遍的相關性，進一步利用主成分分析法對18 項品質指標分類與簡化，以提高軟棗獼猴桃果實品質評價的分析效率。

表6 10 個軟棗獼猴桃品種果實品質指標的相關性分析Table 6 Correlation analysis of fruit quality indexes of 10 Actinidia arguta varieties

2.6 主成分分析

2.6.1 數據標準化 由于軟棗獼猴桃果實的18 個品質指標（單果質量、橫徑、縱徑、果形指數、pH、出汁率、硬度、果實色澤指數CIRG、可溶性固形物、可溶性蛋白、總酸、總糖、固酸比、總酚、總黃酮、單寧、維生素C、總花色苷）間單位量綱不同，因此需對18 個品質指標的原始數據進行標準化處理。如仇占南等[7]采用隸屬函數值法對原始數據做標準化處理；劉科鵬等[37]在研究‘金魁’獼猴桃果實品質時采用隸屬函數值和反隸屬函數值法對原始數據做標準化處理；本研究采用零均值和歸一化標準差法對數據進行標準化處理，處理后數據見表7。

表7 18 項品質指標的標準化數據Table 7 The standardized date for 18 quality evaluation indexes

2.6.2 主成分分析 將標準化的數據通過主成分分析，根據特征值大于1 進行提取，結果見表8。由表8可知，特征值大于1 的主成分共6 個，累計方差貢獻 率達到90.571%，說明所提取的這6 個主成分已反映軟棗獼猴桃果實品質性狀的絕大部分信息，綜合反映10 個軟棗獼猴桃品種的果實品質特性，可以作為軟棗獼猴桃選優、評價的綜合指標。

表8 6 個主成分的特征值、方差貢獻率、累計方差貢獻率及成分載荷矩陣Table 8 Eigenvalue,variance contribution rate,cumulative contribution rate and rotated component matrix of 6 PCAs

第1 主成分的特征值為5.246，方差貢獻率為29.142%，說明主成分1 在分析評價中起主導作用。其中，單果質量、橫徑、縱徑、果形指數有較高的載荷值，其值分別為0.889、0.594、0.888、0.809，且這4 個指標對主成分1 產生正向影響，pH、固酸比、總黃酮含量負向載荷權數較大，其值分別為-0.812、-0.518、-0.664，正向作用遠大于負向作用，表明了果實單果質量、橫徑、縱徑和果形指數對第1 主成分起決定作用，因此第1 主成分主要反映了果實外觀品質。第2 主成分的特征值為3.989，方差貢獻率為22.162%，其中可溶性固形物含量、可溶性蛋白含量、維生素C 含量正向載荷權數較大，其值為0.873、0.668、0.603，出汁率、單寧含量負向載荷權數較大，其值為-0.735、-0.594，正向作用品質指標遠多于負向作用品質指標數，因此，第2 主成分主要反映軟棗獼猴桃果實的營養品質。第3 主成分的特征值3.196，方差貢獻率為17.758%，固酸比和橫徑正向向載荷權數較大，總酸負向載荷權數較大。主成分3 主要反映軟棗獼猴桃果實的風味品質。第4 主成分的特征值為1.661，方差貢獻率為9.229%，與果實色澤指數CIRG 呈很大正相關。因此，主成分4 主要反映果實的外觀色澤。第5 主成分的特征值為1.159，方差貢獻率為6.436%，與總酚含量呈很大正相關。第6 主成分的特征值為1.052，方差貢獻率為5.844%，與單寧含量呈很大正相關。綜上分析可知，單果質量、果實橫縱徑、果形指數、可溶性蛋白含量、總糖含量、可溶性固形物含量、固酸比、總酸含量、維生素C 含量、果實色澤指數CIRG、總花色苷含量、總酚含量和單寧含量等是評價軟棗獼猴桃果實品質的重要指標。

2.7 綜合評價

由于各主成分方差貢獻率不同，因此在進行綜合評價時，結合主成分方差貢獻率，協調好各主成分之間的側重關系。利用主成分荷載矩陣（表8）中各指標數據除以主成分相對應的特征值開平方根，得到6 個主成分中各指標所對應的系數（特征向量），以特征向量為權重構建6 個主成分的得分表達式：

以6 個主成分所對應的方差貢獻率為權重，構建軟棗獼猴桃果實品質綜合評價模型：

F4+6.436%F5+5.844%F6。利用該模型計算各品種的綜合得分并進行排序，結果如表9 所示，不同軟棗獼猴桃品種果實綜合品質排序為：‘龍城2 號’＞‘魁綠’＞‘佳綠’＞‘婉綠’＞‘甜心寶’＞‘綠寶’＞‘馨綠’＞‘翠玉’＞‘豐綠’＞‘蘋綠’。

表9 10 個軟棗獼猴桃品種果實品質的各主成分得分、綜合得分及優良度排序Table 9 Principal component scores,comprehensive scores and ranking of fruit quality of 10 Actinidia arguta varieties

2.8 聚類分析

根據軟棗獼猴桃18 項品質指標數據標準化處理結果，采用組間聯接法進行系統聚類分析，以平方歐式距離為度量標準，對10 個軟棗獼猴桃品種進行聚類分析，得到聚類譜系圖，結果見圖1。當平方歐式距離為15 時，可將10 種軟棗獼猴桃分為五大類，其中，‘魁綠’和‘龍城2 號’聚為第Ⅰ類，‘馨綠’、‘翠玉’、‘佳綠’和‘婉綠’聚為第Ⅱ類，‘豐綠’為第Ⅲ類，‘綠寶’和‘甜心寶’聚為第Ⅳ類，‘蘋綠’為第Ⅴ類。

圖1 10 個軟棗獼猴桃品種系統聚類譜系圖Fig.1 Cluster pedigree diagram of 10 Actinidia arguta

結合果實外觀、營養品質測定結果及主成分綜合得分可知，第Ⅰ類聚集了維生素C 含量高的大果類型品種，聚集的2 個品種綜合得分F≥0.77，排在第1～2 位，綜合品質最佳。第Ⅱ類主要聚集了單寧含量較高，維生素C、可溶性固形物、總酸含量較低的品種；第Ⅱ類聚集的4 個品種中，當平方歐式距離為10 時，‘馨綠’和‘翠玉’可聚為一類，‘佳綠’和‘婉綠’可聚為一類，‘馨綠’綜合得分F=-0.54，排在第7 位，‘翠玉’排在第8 位，這兩個品種排名靠后，綜合品質相對較差；‘佳綠’和‘婉綠’排在第3～4 位，綜合品質相對較好。第Ⅲ類聚集的品種‘豐綠’單果質量、橫徑、縱徑、果形指數和色澤指數CIRG 偏小，但單寧、總黃酮含量最高，可溶性固形物、總糖、維生素C 和總酚含量均較高，該類群軟棗獼猴桃果實外觀品質較差，但營養品質較高，果實適合加工高營養的保健產品。第Ⅳ類聚集的品種綜合排名居中，聚集了可溶性蛋白含量最高，果實可溶性固形物、色澤指數CIRG、固酸比、總黃酮含量較高的小果類型品種。第Ⅴ類聚集的品種‘蘋綠’固酸比、總黃酮含量較高，綜合得分最低，品質較差。由主成分分析中選出的2 個綜合品質最高的軟棗獼猴桃品種，在此聚為一類，與主成分分析結果基本一致，可信度較高。

3 結論

果實品質是引種、選育及加工利用的關鍵因素，其綜合品質是多個品質指標共同作用的結果。本研究對10 個軟棗獼猴桃品種果實單果質量、橫縱徑、出汁率、硬度、色澤、可溶性固形物、可溶性蛋白、總糖、總酸、維生素C 及酚類物質等指標進行測定與分析，結果表明10 個軟棗獼猴桃品種果實品質存在一定的差異性，其中維生素C 含量差異較大，變異系數為53.08%；果實色澤亮度指數（L*值）差異最小，變異系數為6.04%。通過指標間相關性分析，得到軟棗獼猴桃果實各品質指標間存在不同程度的相關性。通過主成分分析得到10 個軟棗獼猴桃果實綜合品質從高到低依此為‘龍城2 號’、‘魁綠’、‘佳綠’、‘婉綠’、‘甜心寶’、‘綠寶’、‘馨綠’、‘翠玉’、‘豐綠’、‘蘋綠’；根據聚類分析將10 個軟棗獼猴桃品種分為五類，其中第Ⅰ類的‘龍城2 號’與‘魁綠’果實綜合品質最優。

基于現有試驗條件以及現有的品質指標試驗數據，本研究對10 個軟棗獼猴桃品種果實品質進行綜合評價，為今后軟棗獼猴桃品質評價體系的建立以及品種選育、種植推廣和加工利用提供了參考。但本研究只對軟棗獼猴桃果實基本的外觀和營養品質指標作了分析，還有果實的礦物質含量、氨基酸含量、有機酸含量和果實香氣等指標未測定，以及品種的抗病性、高產性、適應性和貯藏性等方面都未考慮。因此，在今后的工作中應繼續研究，才能篩選出外觀美、營養豐富、風味佳、適應性強和耐貯運的優良品種，促進軟棗獼猴桃產業健康可持續發展。